[发明专利]基于原模图LDPC码的联合信源信道编码矩阵构造方法

摘要

基于原模图LDPC码的联合信源信道编码矩阵构造方法，涉及通信编码。1)根据非等概信源的统计特性计算信源熵，选择码率适合的信源编码基础矩阵，并对其初始化；2)确定一定码率的信道编码基础矩阵并与其相匹配的连接基础矩阵；3)以译码门限为标准，搜索最佳的信道编码基础矩阵；4)以译码门限为标准，搜索最佳的信源编码基础矩阵；5)尝试改变连接基础矩阵，重复步骤3)和4)，直至得到最优联合信源信道编码基础矩阵；6)对上述联合基础矩阵的各部分采用PEG算法进行扩展可得到一定码长的原模图LDPC码，进行拼接即可得到最终的原模图LDPC联合编码矩阵。

主权项

1.基于原模图LDPC码的联合信源信道编码矩阵构造方法，其特征在于包括以下步骤：1)根据信源统计特性p，计算信源熵H(p)＝‑plog₂p‑(1‑p)log₂(1‑p)，根据信源编码理论，无损信源编码的准则是H(p)＜R_sc＝n_sc/m_sc，R_sc是信源编码码率，接近于信源熵；2)给出初始的信源编码基础矩阵B_sc，由于B_sc中的元素不能为0，根据限制条件5)做初始化，给出初始的连接基础矩阵B_L2，B_L2的初始化为每一列只有一个为1的元素，其他元素均为0，因此根据限制条件1)，给出连接矩阵基础矩阵B_L1，B_L1表示着压缩比特信息与B_cc中变量节点的连接关系，因此包含着一个n_sc×n_sc的单位阵，其他元素均为0，即3)根据限制条件3)、4)、5)，缩小搜索的范围，用联合原模图外部信息转移算法计算联合编码基础矩阵B_J的译码门限值；根据B_sc和B_L2所限定的左半部分的条件，并不会存在列重为2的列，因此B_cc包含n_sc+n_cc‑2个列重为2的列，再对信道编码基础矩阵B_cc剩下的部分矩阵实行穷举法，得到最优的B_cc，其中，n_cc是矩阵B_cc的行数量；4)根据限制条件2)、3)调整B_sc中的元素值，利用JPEXIT算法计算调整之后联合编码基础矩阵的译码门限值，实行穷举搜索，得到此时最优的B_sc；比较当前的和优化之前的B_sc，若相同，则转向步骤7)；若不相同，则转向步骤5)；5)根据p与R_sc之间的关系，删减或者保持B_L2非零列重的个数，以降低译码门限值；6)根据限制条件3)、4)、5)调整B_cc中的元素值，利用JPEXIT算法计算调整之后联合编码基础矩阵的译码门限值，实行穷举搜索，得到此时最优的B_cc；比较当前的和优化之前的B_cc，若相同，则转向步骤7)；若不相同，则转向步骤4)；7)对B_J的各个部分进行扩展，得到无重边的原模图LDPC编码矩阵，按照对应关系进行拼接，即可得到最终的联合编码矩阵H_J；所述限制条件1)为：保证B_L1中的非0列对应的是B_cc中列重最大的位置；所述限制条件2)为：从联合编码基础矩阵的角度，除了预编码结构之外，不存在其他列重为1的列数；所述限制条件3)为：列重为2的列数不能超过n_sc+n_cc‑1，这样就符合线性最小距离增长准则，但是通常为了保证通信质量要求以及最小化译码门限值，列重为2的列数一般设定为n_sc+n_cc‑2；所述限制条件4)为：B_cc中剩下的列重中，除了预编码结构的列之外，剩下的列重必须不小于2；所述限制条件5)为：为了限制搜索范围，限制联合基础矩阵中最大的元素值不超过3。